KJ551微震監(jiān)測信息系統(tǒng)對大采深工作面?zhèn)认蛑螇毫Φ臄?shù)據(jù)處理

尚 劍，崔麗娜

（1肥城礦業(yè)集團梁寶寺能源有限責(zé)任公司，山東 嘉祥 272404；2 肥城礦業(yè)集團有限責(zé)任公司，山東 肥城 271608）

KJ551微震監(jiān)測信息系統(tǒng)對大采深工作面?zhèn)认蛑螇毫Φ臄?shù)據(jù)處理

尚 劍1，崔麗娜2

（1肥城礦業(yè)集團梁寶寺能源有限責(zé)任公司，山東 嘉祥 272404；2 肥城礦業(yè)集團有限責(zé)任公司，山東 肥城 271608）

采用KJ551微震監(jiān)測系統(tǒng)，對實測數(shù)據(jù)進行了數(shù)據(jù)處理，運用微震分析軟件對梁寶寺煤礦回采工作面采動期間的上覆巖層破裂情況進行了分析，對巷道側(cè)向支撐壓力進行了預(yù)計。

KJ551微震監(jiān)測系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理；分析預(yù)計

1 概況

巨野煤田梁寶寺煤礦設(shè)計生產(chǎn)能力240萬t/a，是巨野煤田首期投產(chǎn)的第一對礦井。建井時，井筒穿過了當(dāng)時全國最深厚的高膨脹粘土層，2005年主、副、風(fēng)三個井筒均被評為部優(yōu)工程。2006年副井井筒中煤建協(xié)評為“太陽杯”工程。梁寶寺煤礦3煤煤層厚度平均8m，煤層傾角5～11°，煤層普氏硬度f=0.94～1.89，煤層節(jié)理發(fā)育。地面標高+39.0～+41.0m，井下標高-550m～-1200m。立井多水平分區(qū)式開拓，水平標高-708m、-1020m。礦井地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，褶曲、斷裂構(gòu)造發(fā)育，動力顯現(xiàn)明顯。針對其實際情況采用鉆孔爆破、鉆孔群進行卸壓等方法進行動壓現(xiàn)象防治，取得了很好的效果。

梁寶寺煤礦回采工作面施工卸壓孔過程中，在施工到12～16m階段時，出現(xiàn)明顯吸鉆卡鉆現(xiàn)象。當(dāng)充分排粉后，達到16m以后階段吸鉆卡鉆現(xiàn)象明顯減少。目前梁寶寺煤礦的卸壓孔深度為18～22m，能夠滿足現(xiàn)場卸壓的需求。

2 微震監(jiān)測技術(shù)

微震監(jiān)測技術(shù)（microseismic monitoring technique，簡稱MS）是近年來從地震勘查行業(yè)演化和發(fā)展起來的一項跨學(xué)科、跨行業(yè)的新技術(shù)。微震監(jiān)測技術(shù)的基本原理是：巖石在應(yīng)力作用下發(fā)生破壞，并產(chǎn)生微震和聲波。在破裂區(qū)周圍的空間內(nèi)布置多組檢波器實時采集微震數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理后，應(yīng)用震動定位原理，可確定破裂發(fā)生的位置，并在三維空間上顯示出來。

微震系統(tǒng)的軟件分成三個部分：

1）數(shù)據(jù)采集軟件。

2）定位分析軟件。

3）后處理軟件。

微震事件分區(qū)性是采場應(yīng)力場不均衡分布的顯現(xiàn)形式。因此，通過微震事件的分布形態(tài)，可以劃分采場沖擊地壓危險區(qū)范圍，實時動態(tài)分析采場應(yīng)力場變化，達到預(yù)測預(yù)報沖擊地壓的目的。

分析工作面上下不同高度的巖層中微震事件的數(shù)量及能量，不僅可以確定巖層破裂高度、破裂深度，還能得到起控制作用的巖層位置。結(jié)合覆巖空間結(jié)構(gòu)理論，可以預(yù)測覆巖空間運動形成的沖擊地壓危險地點。

3 數(shù)據(jù)分析及機理研究

通過分析發(fā)現(xiàn)，施工卸壓孔過程中出現(xiàn)吸鉆卡鉆現(xiàn)象主要原因為該區(qū)域為高應(yīng)力集中區(qū)域。根據(jù)之前的微震監(jiān)測結(jié)果，工作面回采過程中，兩幫的高應(yīng)力峰值分布在距離巷道15m左右位置，與實際情況相符，如圖所示。

在煤層開采過程中支承壓力引起的采場圍巖變形對巷道維護和回采工作面落煤有直接影響，且對沖擊地壓、煤與瓦斯突出以及頂板的完整性、支架受力大小等也有直接影響，因此采場支承壓力分布規(guī)律是礦山壓力控制的重要研究內(nèi)容。

4 結(jié)語

結(jié)合微震監(jiān)測及現(xiàn)場實測結(jié)果，現(xiàn)場出現(xiàn)吸鉆卡鉆現(xiàn)象主要由于掘進過程中造成的側(cè)向應(yīng)力集中引起，屬于正?，F(xiàn)象。

1）工作面開采過程中，利用地應(yīng)力監(jiān)測系統(tǒng)及鉆屑量檢驗等手段加強監(jiān)測。

2）如果吸鉆卡鉆卸壓孔距離工作面100m范圍以外，則只要保證卸壓孔充分吐粉即可滿足卸壓要求。

3）如果在距離工作面100m范圍內(nèi)出現(xiàn)此類情況，除保證卸壓孔充分吐粉以外，還需要在卸壓孔之間補打一個卸壓孔，保證卸壓效果。

［1］姜福興.采動覆巖空間結(jié)構(gòu)及其與應(yīng)力場的動態(tài)關(guān)系［J］.

［2］潘立友，張立俊，劉先貴.沖擊地壓預(yù)測與防治實用手冊［M］.徐州：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2006.

尚劍（1981—），男，畢業(yè)于中國礦業(yè)大學(xué)安全工程專業(yè)，從事礦井沖擊地壓防治技術(shù)工作。